Проектирование зубчато-ременных передач

Учет количества зубьев на дуге обхвата при z01 ≤ 6 производится следующим образом: если z01 принимает значения 6, 5, 4, 3, 2, то величина Вр умножается на 1,0; 1,25; 1,66; 2,5 и 5,0 соответственно.

Полученная величина Вр округляется в большую сторону до ближайшего стандартного значения (см. табл. 5).

Сила, нагружающая вал передачи, Н:

F = (1,1…1,15)Ft,

где Ft – окружное усилие, Н.

Ft 2 103T1 . d1

3.3. Проверочный расчет прочности зубьев ремня по напряжениям сдвига

Напряжения сдвига в зубьях ремня [14]:

где k2 – коэффициент динамической нагрузки (см. табл. 8); s1 – ширина площадки сдвига зуба ремня: s1 = 0,8m;

k – коэффициент, учитывающий конструктивные параметры зубьев ремня и шкива: k = 2,65;

[τ] – допускаемое напряжение сдвига: [τ] = 0,8σв; σв – предел прочности зуба ремня на отрыв от основания:

σв = 7…10 МПа;

kp – коэффициент долговечности ремня:

k p ktkckн20 Nц ,

где kt – коэффициент, учитывающий снижение прочностных характеристик ремня из-за его нагрева в процессе работы:

21

а) при постоянном режиме работы

kt 6 10n13 1;

б) при переменном режиме работы

где Lh – общий ресурс работы передачи, час;

Lh L365kгод24kсут,

L – количество лет работы передачи (см. исходные данные); kгод – коэффициент годового использования передачи (см. ис-

ходные данные);

kсут – коэффициент суточного использования передачи (см. исходные данные);

Lhi, ni – время работы и частота вращения ведущего шкива при i-м режиме нагружения (см. циклограмму нагружения);

kc – коэффициент, учитывающий сменность работы передачи: kc = 1,0 – односменная работа, kc = 1,07 – двухсменная работа, kc = 1,15 – трехсменная работа;

kн – коэффициент, учитывающий наличие натяжного ролика: kн = 1,0 – при отсутствии натяжного ролика, kн = 1,1 – при наличии одного натяжного ролика, kн = 1,25 – при наличии двух натяжных роликов;

Nц – ресурс передачи в числах циклов перемены напряжений: а) при постоянном режиме работы

Nц 60z1Lhn1 ; z p

б) при переменном режиме работы

22

где Fti, Lhi, nшi – окружная сила, время работы и частота вращения ведущего шкива на i-м режиме работы соответственно.

4. КОНСТРУИРОВАНИЕ ШКИВОВ ЗУБЧАТО-РЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ

4.1. Выбор материала шкивов

Шкивы зубчато-ременных передач относятся к общемашиностроительным деталям, и выбор материала для них осуществляется традиционными способами.

При ≤ 30 м/с шкивы изготавливают из чугуна СЧ15, СЧ20 (ГОСТ 1412-85).

При ≤ 40 м/с шкивы изготавливают литыми из стали 25Л (ГОСТ 977-88).

Приd ≤200 ммшкивыизготавливаютизпрокатаСт3 (ГОСТ380-88). Быстроходные шкивы изготавливаются из легких сплавов на ос-

нове алюминия.

В зависимости от объема выпуска шкивы изготавливают литыми, коваными, штампованными, цельными или сборными.

4.2. Ступицы шкивов

Диаметр и длина ступицы, мм (рис. 8):

Dст = (1,55…1,65) dвал;

Lст = (1,2…1,5) dвал,

где dвал 3 103Tвал , мм;

0,2

Твал – крутящий момент на валу: Tвал 9550 Pвал , Н м; nвал

[τ] – допускаемое напряжение кручения: [τ] = 20…30 МПа.

23

Рис. 8. Размеры ступиц шкивов

Полученное значение dвал округляют до большей целой величины, оканчивающейся на 0 или 5,0 мм.

Окончательно длину ступицы принимают с учетом результатов расчета шпоночного или шлицевого соединения.

Вычисленные размеры округляют в ближайшую сторону до значений из ряда стандартных чисел.

Тип посадочного отверстия (рис. 9). Посадка цилиндрического отверстия – Н7.

Рис. 9. Посадочные отверстия шкивов:

а) цилиндрическое со шпонкой; б) коническое со шпонкой; в) коническое

Шероховатость поверхностей:

– отверстий в ступице – Ra = 1,6…3,2;

24

–боковых поверхностей ступицы – на класс ниже чистоты обработки отверстия – Ra = 6,3.

Допуски формы и расположения поверхностей:

–торцевое биение ступицы:

Размерыпрофилямежзубной впадины– см. табл. 11-13 ([15] – [16]).

25

Таблица 11

Размеры профиля межзубной впадины шкивов зубчато-ременных передач с трапецеидальными зубьями

26

Таблица 12

Размеры профиля межзубной впадины шкивов зубчато-ременных передач АТ профиля

Таблица 13

Размеры профиля межзубной впадины шкивов зубчато-ременных передач HTD профиля

27

Делительный диаметр зубьев (по оси кордшнура), мм:

d mz tp z .

Диаметр вершин зубьев шкива, мм:

da = d – 2H + k,

где Н = 0,6…0,8;

k – корректирующий коэффициент (табл. 14).

Таблица 14

Значения корректирующего коэффициента k

Диаметр впадин зубьев шкива, мм:

df = da – 2hш.

Шаг зубьев по диаметру вершин, мм:

tш dza .

Ширина обода шкива, мм:

Вш = Вр + m.

Толщина обода шкива, мм:

δш = (1,5m + 2) ≥ 6 мм.

Для предотвращения соскальзывания ремня в процессе работы один из шкивов (как правило, ведущий) выполняется с ребордами.

28

Высота реборд, мм:

a = m (для m ≤ 7 мм); a = 8 мм (для m > 7 мм).

Шероховатость поверхностей межзубной впадины:

–вершин зубьев шкива Ra = 2,5;

–впадин зубьев шкива Ra = 3,2;

–боковых поверхностей межзубной впадины шкива Ra = 1,0. Отклонения формы и расположения поверхностей (см. табл. 15).

Таблица 15

Допуски формы и расположения поверхностей межзубной впадины, мкм

29

5. ПРИМЕРЫ ОФОРМЛЕНИЯ РАБОЧИХ ЧЕРТЕЖЕЙ ШКИВОВ ЗРП

30